浅谈电力变压器的雷击故障及处理

浅谈电力变压器的雷击故障及处理

摘要:随着我国经济建设的发展,电力工业规模迅速的壮大起来,电力变压器的单台容量和安装容量快速增长。本文针对实际工作中常遇到的问题,从变压器的构成;变压器的噪音;变压器的防雷;变压器故障四个方面,来进行阐述。

关键词:构成：噪音：防雷故障

Abstract: With the economic development of our country, electric power industry scale rapid expansion, the single capacity and installed capacity of power transformer rapid growth. This article in view of the actual work of the problems often encountered, from transformer; transformer noise; transformer protection; transformer fault four aspects to carry on the elaboration.

Key words: composition: noise: lightning protection fault

引言：

变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的。电压经降压变压器降压后,获得各级用电设备的所需电压,以满足用户使用的需要。

一、变压器的构成

为了改善散热条件大中容量的电力变压器的铁心和绕组浸入盛满变压器油的封闭油箱中,各绕组对外线路的联接由绝缘套管引出。变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置及调压装置等部分组成:器身包括铁心、绕组、绝缘结构及引线等;油箱包括本体(箱盖、箱壁和箱底)和一些附件(放油阀门、小车、油样油门、接地螺栓及铭牌等);冷却装置包括散热器和冷却器;保护装置包括储油柜、油位计、安全气道、吸湿器、测温元件、浮油器及气体继电器等;出线装置包括高压套管、低压套管等;调压装置即分接开关,分为无载调压和有载调压装置。

二、变压器在线监测技术2.1变压器在线监测的目的，就是通过对变压器特征信号的采集和分析，判别出变压器的状态，以期检测出变压器的初期故障，并监测故障状态的发展趋势。目前，电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一，提出了很多不同的方法。

2.2油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体，因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比，就可达到对变压器绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体，如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2，常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后，用

特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。

2.3局部放电在线监测技术。变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时，会由于局部场强过高而产生局部放电（PD）。PD水平及其增长速率的明显变化，能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。

2.4振动分析法。振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析，从而达到对变压器状态监测的目的。

2.5红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号，经放大处理，转换成标准视频信号，然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热，铁芯多点接地也会引起铁芯过热。

2.6频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变，而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。

2.7绕组温度指示。绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度，给出越限报警，并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术，即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度，从而改进变压器的预测建模技术，并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。

2.8其他状态监测方法。低压脉冲响应测试（Low V oltage Impulse Response，LVIR）也是一种有效的变压器状态监测测方法，并且已经是一种用于确定变压器是否能通过短路试验的公认方法。此外，绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是变压器状

三、变压器的噪音极其措施

变压器在运行中产生的声音主要是硅钢片在磁场的作用下产生的磁致伸缩和器身由于电磁力所引起的振动,和冷却系统风机和风扇产生的噪音。声音的振动频率在16Hz~2000 Hz之间可引起人们的听觉,次声和超声都是人们的听觉所感受不到的。电力变压器噪声的传播是由铁心到夹件、绕组,同时由铁心到空气。为了降低噪声可以减少铁心硅钢片磁致伸缩,降低磁通密度是降低噪声的有效措施,但降低磁密又会导致铁心尺寸增大,从而增加铁心硅钢片的数量,会造成成本的增加。所以应该把成本控制在一定的范围内来降低噪声。也可以在变压器适当的位置加缓冲件,如在铁心和低压绕组间加橡胶适形撑块,其作用是一面撑紧低压绕组,一方面起到缓冲作用,使声音通过缓冲结构而得到衰减。

四、变压器的防雷

据不完全统计,年平均雷暴日数在35-45的地区,10kV级配电变压器被雷击损

坏率占其总数的4%-10%。损坏的主要原因是变压器避雷器装设不当和接地引下线接线不妥。主要表现为:变压器高压侧避雷器利用支架作接地引下线;变压器中性点及高低压侧避雷器分别接地;避雷器未作预防性试验;低压侧未装设避雷器;接地引下线截面过小及引线过长等。

五、变压器故障

5.1根据变压器运行现场的实际状态,在发生以下情况变化时:需对变压器进行故障诊断。正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准运行中出现异常而被迫停电进行检修和试验;运行中出现其他异常(如出口短路)或发生事故造成停电,但尚未解体(吊心或吊罩)。当出则上述任何一种情况时,往往要迅速进行有关试验,以确定有无故障情况。

5.2故障判断的步骤:①判断变压器是否存在故障,是隐性故障还是显性故障。

②判断属于什么性质的故障,是电性故障还是热性故障,是固体绝缘故障还是油性故障等。③判断变压器故障的状况,如热点温度、故障功率、严重程度、发展趋势以及油中气体的饱和程度和达到饱和而导致继电器动作所需的时间等。④提出相应的反事故措施,如能否继续运行,继续运行期间的安全技术措施和监视手段或是否需要内部检查修理等。

5.3由于变压器故障涉及面较广,具体类型的划分方式较多,如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的又是变压器出口短路故障,同时还存在变压器放电故障等。

5.4放电对绝缘有两种破坏作用:一种是由于放电质点直接轰击绝缘,使局部绝缘受到破坏并逐步扩大,使绝缘击穿。另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氯等活性气体的化学作用,使局部绝缘受到腐蚀,介质损耗增大,最后导致热击穿。如某63MvA、220kv变压器在进行 1.5倍电压局部放电时,有放电声响,放电量达4000—5000pC。改为匝间1.0倍电压,线端1.5倍电压的支撑法时,无放电声响,放电量也降为1000pC以下。拆升变压器检查,发现沿端部绝缘角环有树枝状放电痕迹,系绝缘角环材质不良所致。沿固体绝缘表面的局部放电,以电场强度同时有切线和法线分量时最严重。原因:局部放电故障可能发生在任何电场集中或绝缘材质不良的部位,如高压绕组静电屏出线、高电压引线、相间围屏以及绕组匝间等处。

5.5变压器是在电力系统和电子线路中应用广泛的电气设备。在电能的传输、分配和使用中,变压器是关键设备,具有极其重要意义,所以在实际工作中要对变压器予以高度的注意。

态监测的常用方法。

六、结语

变压器是在电力系统和电子线路中应用广泛的电气设备。在电能的传输、分